Тормозная втулка велосипеда Советский патент 1985 года по МПК B62L5/10 

Изобретение относится к велострое нию, а более конкретно к устройству тех односкоростных тормозных со свободным ходом втулок задних/колес велосипедов , в которых тормоз включа- ется обратным нажатием на педаль и которые предназначены для использова ния в дорожных велосипедах разных моделей для взрослых и подростков, Цель изобретения - повышение надежности и эффективности торможения при снижении массы и стоимости конструкции . На фиг. 1 показана тормозная втул ка велосипеда; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Тормозная втулка велосипеда соде жит корпус 1 с фланцем 2, в котором на оси 3 установлены механизм рабочего хода, свободного хода и торможения и сцепная кулачковая муфта. Механизм рабочего хода, свободного хода и торможения содержит ведущий конус 4, несущий на себе с одной сто роНы ведомую звездочку 5, закрепленную стопорным кольцом 6, с другой стороны - чашку 7 с окнами и винтовы ми выступами на торце и пять валовшестерен 8, размещенных в окнах чашки и помещенных в профильные гнезда ведущего конуса. Зубчатые венцы валов-шестерен размещены в проточке, выполненной на ведущем конусе. На ча чашке 7 имеются два усика, отогнутых внутрь. При сборке механизма чашка 7 надевается на ведущий конус 4, при зтом отогнутые внутрь усики чашки (не показаны движутся в профильных гнездах ведущего конуса, затем чашка проворачивается в какую-либо сторону по поверхности ведущего конуса для монтажа валов-шестерен в профильных гнездах ведущего конуса, а отогнутые внутрь усики чашки при этом входят в проточку на ведущем конусе. Усики чашки служат для ограничения осевого перемещения чашки по поверхности ведущего конуса в сторону неподвижного левого кОнуса 9. Ширина усиков чашки значительно меньше ширины проточки на ведущем конусе, поэтому чашка обладает возможностью осевого перемещения по по верхности ведущего конуса в правую сторону, т.е. в сторону торцовой поверхности ведущего конуса. Валышестерни 8 входят в зацепление с венцом с внутренними зубьями, выполненным на внутренней поверхности корпуса 1, образуя жесткую кинематическую связь валов-шестерен с корпусом и повьш1ающую тормозную передачу с возможностью сокращения межосевого расстояния. Сцепная кулачковая муфта содержит правую полумуфту 10 и левую полумуфту 11, из которых правая полумуфта обладает возможностью вращения и осевого перемещения, а левая полумуфта закреплена от вращения и обладает возможностью осевого перемещения на расстояние 2 мм. Правая полумуфта 10 на стороне, обращенной к чашке 7 имеет винтовые впадины,которыми она входит в зацепление с винтовыми выступами чашки. На другой своей стороне правая полумуфта имеет семнадцать кулачков одностороннего трапецеидального профиля. Внутри правой полумуфты имеется пружина 12, выполненная из латунного патрубка с толщиною стенки 0,8 мм и с внешним диаметром 12 мм. С одной стороны латунный патрубок имеет отогнутые наружу два пружинящих усика шириною 7 мм каждый ( для обеспечения надежной , работы правой полумуфты ), которые входят в фрикционный контакт с внутренней поверхностью правой полумуфты, а с другой стороны патрубок имеет один отогнутый внутрь усик шириною 1,5 мм, кончик которого в свою очередь загнут под прямым углом к поверхности усика, которым усик латунного патрубка входит внутрь глухого отверстия, выполненного в оси 3, предотвращая поперечное и осевое (продольное )перемещение латунного патрубка по поверхности оси. Входя в фрикционный контакт с правой полумуфтой 10, пружинящие усики пружины 12 подтормаживают ее, но в то же время правая полумуфта 10 обладает возможностью вращения и осевого перемещения по поверхности пружинящих усиков пружины 12. Внутренний диаметр правой полумуфты iO равен 13 мм, а наружный диаметр латунного патрубка равен 12 мм, поэтому правая полумуфта 10 базируется на пружинящих усиках латунного патрубка, а не на самом патрубке, и между внутренней поверхностью правой полумуфты и ла-тунным патрубком имеется занор на сторону. Кроме этого-пружинящие усики пружины 12 приближено центрируют правуюко.пумуфту 10 относительно левой гкхпумуИггы 11. .

Левая полумуфта 11 на стороне, обращенной к правой полумуфте, имеет семнадцать впадин для сцепления с кулачками правой полумуфты, а с другой стороны имеет два диаметрально противоположных торцовых выступа, из которых каждый выступ занимает одну четвертую часть окружности левой полумуфты н которыми левая полумуфта входит в торцовые пазы аналогичных размеров левого конуса 9, что предотвращает полумуфту 11 от вравращения. Кроме этого левая полумуфта 11 имеет сплошную внутреннюю резьбу без снятия фаски, а резьба диаметром 10 мм на левой стороне оси 3 имеет проточку, ширина которой больше длины внутренней резьбы левой полумуфты на 4 мм. Для установки на оси 3 левая полумуфта 1I навертывается на резьбу оси на проход и, пройдя резьбу и оказавшись в проточке, становится деталью, надетой на ось 3 посадкой с зазором и с возможностью осевого перемещения по оси 3 на расстоя- ние 4 мм. Возможность перемещения на 4 мм необходима для того, чтобы при сборке неподвижного левого конуса 9 с левой полумуфтой 11 можно было торцовые выступы левой полумуфты на-/ править в торцовые пазы неподвижного левого.Конуса. Но в собранном механизме левая полумуфта 11 обладает возможностью перемещения по оси 3 на расстояние 2 мм, что необходимо для то- го, чтобы при производстве рабочего хода велосипеда между левой и правой полумуфтами был зазор и для того, чтобы обеспечить возможность регулировки подшипников на расстояние 2 мм в глу бину корпуса 1 при их износе в процес се эксплуатации тормозной со свободным ходом втулки.

Неподвижный левый конус 9 имеет сплошную внутреннюю резьбу и кроме торцовых пазов с другой стороны имеет шесть лысок, выполненных на его боковой поверхности и образующих шестигранник , который служит для установки на нем тормозного рычага 13. В ступице тормозного рычага имеется отверстие шестигранного профиля и будучи надет отверстием на шестигранник неподвижного левого конуса 9, тормозной рычаг затем крепится от осевого пере мещения по поверхности неподвижного левого конуса контргайкой 14 через шайбу с усом 15. Неподвижный правый

конус 16 имеет сплошную внутреннюю резьбу, а резьба диаметром 10 мм с правой стороны оси 3 имеет проточку шириною 5 мм. Правый конус 16 навертывается на резьбу оси 3 до упора его торцовой поверхности в торцовую поверхность проточки на оси 3 и становится неподвижным. Корпус 1 связан осью с подшипниками 17-19.

Тормозная втулка работает следующи образом.

При движении велосипеда по инерции (свободный ход ) корпус 1 вращается на левом подшипнике 17, оснащенном девятью шариками без укладки их в сепаратор и на подшипнике 18 ведущего конуса 4, оснащенного пятнадцатью шариками, уложенными в сепаратор. При этом корпус 1 вращается вокруг осн 3, а валы-шестегни 8, |соторые получают вращение от корпуса 1 через вене с внутренними зубьями, удерживаемые чашкой 7, вращаются вокруг своих осей.

Когда при работе педалями в направлении по часовой стрелке ведомая звездочка 5 получает через цепь вращение тоже по часовой стрелке, вместе с ней начинает вращаться также ведущий конус 4. В это время под воздействием рабочих поверхностей профильных гнезд ведущего конуса 4 на боковые поверхности валов-шестерен 8 последние поднимаются в окнах чашки 7, при этом межосевое расстояние в по вышающей передаче, образованной за- цеплением вал-шестерней с корпусом, сокращается, радиальный зазор исчезает, а при дальнейшем сокращении межосевого расстояния вал-твестерни вершинами своих зубьев входят в интерференцию с впадинами венца с внутернними зубьями, вращение валшестерней 8 вокруг своих осей прекращается и они сцепляются с корпусом 1, блокируя ведущий конус с корпусом и производя их совместное вращение, производя рабочий ход велосипеда.

Если вращать педали в обратном направлении и таким образом поворачивать ведомую звездочку 5 с ведущим конусом 4 в направлении против часовой стрелки ведущий конус 4 боковыми поверхностями своих профильных гнезд (фиг. 2) прижимает боковые поверхности вращающихся вокруг своих

осей валов шестерен 8 к боковым поверхностям окон чашки 7 с возникновением силы трения между ними, образующей тормозной момент на боковых поверхностях вал-шестерней. Одновременно ведущий нонус 4 посредством вращающихся вокруг своих осей валшестерней 8 поворачивает чашку 7, которая поверхностью своих выступов скользит по поверхности винтовых впадин подторможенной правой полумуфты 10 и подает ее вперед, в сторону левой полумуфты 11. При этом кулачки правой полумуфты 10 входят во впадины левой полумуфты 11, которая закреплена от вращения, из-за чего правая полумуфта 10 подает левую полумуфту П вперед, в сторону неподвижного левого конуса 9 до упора торцовых поверхностей выступов лавой полумуфты 11 в торцовые поверхности пазов неподвижного левого конуса 9, после чего левая полумуфта 11 становится полностью не- подвижной, а сцепившаяся с ней пра- вая полумуфта 10 становится также полностью неподвижной. .

Продолжая скользить поверхность своих винтовых выступов по поверх- ности винтовых впадин полностью неподвижной правой полумуфты 10, чашка 7, не имея больше возможности подавать правую полумуфту 10 вперед в сторону левой полумуфты 11, сама приобретает осевое перемещение по поверхности ведущего конуса 4 в противоположную от правой полумуфты сторону и, скользя по поверхности ведущего конуса 4 и по боковым поверхностям вращающихся вокруг своих осей вал-шестерней 8, чашка 7 своей торцвой поверхностью прижимает торцовые поверхности вращающихся вокруг своих осей вал-шестерней В к торцовой по- верхности ведущего конуса 4 с возникновением силы трения между ними, образующей тормозной момент на торцо- .вых поверхностях вал-шестерней 8, По мере того, как будут выбираться зазоры между торцовыми поверхностями

ведущего конуса 4 и чашки 7 тормозной момент на боковых и торцовых поверхностях вал-шестерней 8 нарастает все интенсивнее. Тормозной момент на- боковых поверхностях валов-шестерен и тормозной момент на торцовых поверхностях валов-шестерен 8 складываются в суммарньй тормозной момент на валахшестернях 8, который тормозит вращение валов-шестерен, а валы-щестер- ни 8, будучи связаны с корпусом 1 жесткой кинематической связью через венец с внутренними зубьями, в свою очередь тормозят вращение корпуса 1 и связанного с ним заднего колеса, производя торможение движущегося велосипеда. Если ослабить давление при обратном нажатии на педаль, то сила трения на валах-шестернях 8 уменьшается и тормозной момент на валах-шестернях уменьшается также.

При последующем вращении педалей по часовой стрелке ведомая звездочка 5, ведущий конус 4, чашка 7 и правая полумуфта 10 совместно начинают вращаться также по часовой стрелке. В это время правая полумуфта /10, сколь зя поверхностью своих кулачков по поверхности впадин неподвижной левой полумуфты II, расцепляется с ней, подается в осевом направлении назад к чашке 7, -а чашка 7 далее своими винтовыми выступами окончательно притягивает к себе правую полумуфту 10, в результате чего между правой полумуфтой 10 и левой полумуфтой 11 возникает предусмотренный конструкцией осевой .зазор и правая полумуфта 10 беспрепятственно вращается на пружинящих усиках латунного патрубка (пружины 12) совместно с чашкой 7, ведущим конусом 4 и корпусом 1, а левая полумуфта 11 остается на месте. В зто время вращение тормозной со свободным ходом втулки совершается на левом подподшипнике 17 свободного хода с опог. рой на неподвижный левый конус 9 и на подшипнике 19 с опорой на неподвижный правый конус 16.

ТОРМОЗНАЯ ВТУЛКА ВЕЛОСИПЕДА содержащая корпус, установленный посредством подшипников на конусах, жестко связанных с осью, на которой у правого конуса с возможностью вращения усгановлен ведущий конус, кине матически связанный с корпусом посредством муфты свободного хода, состоящей из установленных в окнах чгшки роликов, расположенных в профильных гнездах на ведущем конусе, при этом на торце чашки, обращенном к левому конусу, вьшолнены винтовые Ф(/Z.f выступы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности торможения при снижении массы и стоимости конструкции, она снабжена кулачковой муфтой, одна из полумуфт которой установлена на оси у левого конуса с возможностью ограниченного осевого перемещения, а другая - с возможностью свободного вращения, осевого перемещения и взаимодействия с винтовьми выступами чашки посредством соответствующих винтовых впадин на ее торцовой поверхности, ролики выполнены в виде валов-шестерен, находящихся в зацепле5д НИИ с зубчатым венцом, вьтолненнь1м,на внутренней поверхности корпуса, при этом профильные гнезда выполнены вогнутыми.